Toward Gesture-Based Programming: Agent-Based Haptic Skill Acquisition and Interpretation

نویسنده

  • Richard M. Voyles
چکیده

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .i Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . iii Chapter 1: Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Making Robot Programming Easier . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 Prior Work on Learning by Observation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Prior Example: Robot Instruction by Human Demonstration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Gesture-Based Programming Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 What is This Thesis About? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 Thesis Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Chapter 2: Gestures and Interpreting Gestural Intent . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 What Are Gestures? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Symbolic Gestures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Tactile Gestures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Hand Motion Gestures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Gestural Alphabet . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 Cognitive Architectures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 Tropism System Cognitive Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 Fine-Grained Tropism Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Fine-grained implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Gesture Recognition Agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 What is an Agent? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Input/output relationship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 Autonomy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Persistence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Non-parental influence . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Cognitive behavior . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Example of Gesture Interpretation for Instruction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Relevant Gestures and Psychological Basis for Interpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 The Multi-Agent Network . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Agent topology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 Tropism-based interpretation agents . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Contact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Confusion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 Width. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29 Rectangle. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Experimental trials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

منابع مشابه

Gesture-Based and Haptic Interaction for Human Skill Acquisition

This paper describes the preliminary results of the research work currently ongoing at the University of Parma, and partially carried out within a basic research project funded by the European Union. The research work aims at applying the techniques used in gesture analysis and recognition for understanding human skill performed for non rigid object grasping and manipulation. The various graspi...

متن کامل

Sharpening haptic inputs for teaching a manipulation skill to a robot

Gaussian mixtures-based learning algorithms are suitable strategies for trajectory learning and skill acquisition, in the context of programming by demonstration (PbD). Input streams other than visual information, as used in most applications up to date, reveal themselves as quite useful in trajectory learning experiments where visual sources are not available. In this work we have used force/t...

متن کامل

Multi-Agent Gesture Interpretation for Robotic Cable Harnessing

Gesture-Based Programming is our paradigm to ease the burden of programming robots. It is an extension of the human demonstration approach that includes encapsulated expertise to guide subtask segmentation and robust real-time execution. A variety of human gestures must be recognized to provide a useful and intuitive interface for the human demonstrator. While the full gesture-based programming...

متن کامل

Referring to Objects with Spoken and Haptic Modalities (Draft version)

The gesture input modality considered in multimodal dialogue systems is mainly reduced to pointing or manipulating actions. With an approach based on the spontaneous character of the communication, the treatment of such actions involves many processes. Without any constraints, the user may use gesture in association with speech, and may exploit the visual context peculiarities, guiding his arti...

متن کامل

Variable Gesture-based Haptic Guidance for Human-Robot Interaction

This paper presents a gesture-based variable impedance control approach for haptic guidance in humanrobot interaction. In this approach, applied forces have adaptively been calculated in real time with respect to gestural differences between user motions and reference models. A virtual task has been segmented into primitive gestures and reference hidden Markov models (HMMs) have been trained ac...

متن کامل

ذخیره در منابع من


  با ذخیره ی این منبع در منابع من، دسترسی به آن را برای استفاده های بعدی آسان تر کنید

برای دانلود متن کامل این مقاله و بیش از 32 میلیون مقاله دیگر ابتدا ثبت نام کنید

ثبت نام

اگر عضو سایت هستید لطفا وارد حساب کاربری خود شوید

عنوان ژورنال:

دوره   شماره 

صفحات  -

تاریخ انتشار 1997